Late Silurian radiolarians from a radiolarite pebble within a conglomerate, Kotaki, Itoigawa, Niigata Prefecture, central Japan

本研究は、礫岩中の個々の礫に含まれる微化石が、その礫の供給源（provenance）を制約でき、ひいては堆積時に利用可能だった堆積物供給源を推定できるという考えに基づく。日本中部の北陸地方では、礫に由来する放散虫は主に白亜紀の地層から報告されている一方、ジュラ紀の地層に由来する放散虫含有礫の報告はまれである。下部ジュラ系の来馬層群（Kuruma Group）は新潟・長野・富山各県に広く分布し、礫岩層を一般的に含むが、来馬層群からの放散虫含有礫については、図示を伴わない簡単な先行報告があるのみであった。新潟県糸魚川市小滝地域の小滝川沿いで採集された礫岩の転石（float block）は、石灰岩礫および泥岩礫からデボン紀サンゴを産し、原位置の露頭は不明であるものの、おそらく来馬層群由来と解釈されてきた。本研究では、この礫岩の処理過程で、後期シルル紀（late Silurian）と解釈される放散虫群集を発見した。本論文の目的は、この群集を画像付きで記載し、層序学的年代を示すとともに、新潟県の化石記録、および日本列島と朝鮮半島における礫岩中の放散虫含有礫として認識されている年代幅への含意を議論することである。

放散虫は、礫岩中の1個の暗青色の放散虫岩（radiolarite）礫から多産し、他の礫や砂質基質（matrix）からは放散虫が認められなかった。これは、回収された放散虫が基質からの混入ではなく、その放散虫岩礫に由来するという推定を支持する。エッチング面のSEM観察では、球状の放散虫が優勢で、spiculeも普通に見られる。著者らは、エッチング面に陸源性粒子（terrigenous grains）が見かけ上欠如することを指摘し、化石に支持された組織（fossil-supported fabric）を示唆している。また、明瞭な淘汰（sorting）やspiculeの優先配向は認められない。保存状態は概して不良であるが、エッチング面では Futobari morishitai Furutani のほか、Inaniguttidae gen. et sp. indet. および Palaeoscenidiidae gen. et sp. indet. を含む複数の分類群が記載された。さらに、残渣（residues）からは Pseudospongoprunum sp.、Zadrappolus sp.、Rotasphaera sp. も得られたが、多くの球状形は種まで同定できなかった。生層序学的比較により、この群集は Kurihara（2004, 2007）の Pseudospongoprunum tauversi Assemblage Zone および Futobari solidus–Zadrappolus tenuis Assemblage Zone に結び付けられ、著者らは群集年代を後期シルル紀と結論づけた。さらに、これらは新潟県で同定された初めてのシルル紀放散虫であり、したがって県内で記録された最古の化石であると述べている。また、この放散虫岩礫は、日本列島および朝鮮半島の上部古生界〜中生界の礫岩から報告されている放散虫含有礫の中で、これまでで最古のものだとも主張している。

本研究では、小滝川河岸で採集され、フォッサマグナミュージアム（糸魚川）に保管されている礫岩転石（直径約1 m）を分析した。著者らは Ito et al.（2015b）に従い、エッチング面観察用の試料を作製した。岩石を3つのチップに切断し、ルーペ下で放散虫を含む珪質または泥質の礫を探索したところ、放散虫殻（tests）を多量に含む暗青色の放散虫岩礫を確認した。この礫を含む2つのチップを、室温下で約5%フッ化水素酸（hydrofluoric acid: HF）に1日浸してエッチングした。エッチング後、チップを真水で洗浄し、オーブンで乾燥し、金コーティングを施したうえで、走査型電子顕微鏡（SEM）で撮像し、エッチング面上の殻の形態を記録した。並行して、HF処理中に生じた残渣を0.054 mmメッシュでふるい分けして回収し、Entellan Newでスライドに封入し、透過光顕微鏡で観察・撮影した。分類学的同定と年代決定は、SEM像および透過光像で確認できる診断的形態形質に基づき、既報の放散虫群集帯（特に Kurihara, 2004, 2007）および先行研究で議論された関連する年代制約との比較により評価した。

著者らは、礫岩に放散虫を含む放散虫岩礫が含まれ、その放散虫群集は後期シルル紀と解釈するのが最も妥当であると結論づけた。礫岩はおそらく下部ジュラ系来馬層群に由来する（地域分布および従来の解釈と整合的）ものの、供給源となった露頭は未発見であるため、来馬層群以外の地質単元に由来する可能性を排除できないことを強調している。それでも化石証拠は、この礫岩が堆積した時点で、堆積システムに堆積物を供給した供給源地域に、シルル紀放散虫岩の露出が含まれていたこと、さらに（同じ礫岩中の別の礫から既報のデボン紀サンゴが示すように）より新しいデボン紀の石灰岩および泥岩ユニットも存在していたことを示唆する。地域古生物学の観点では、本報告は新潟県の化石記録をシルル紀までさかのぼらせ、著者らが挙げる従来のデボン紀〜ペルム紀の記録を上回る。より広い文脈では、放散虫含有礫に関する先行報告（典型的にはペルム紀〜白亜紀で、最古でも石炭紀の可能性）を整理したうえで、本研究の発見を、日本列島と朝鮮半島における礫岩中の放散虫含有礫として最古の記録に位置づけ、これら陸源性の累層に表現される供給源岩の年代幅を拡張するものとしている。

この研究は、礫岩(いろいろな岩石のかけらである礫が、砂や泥などで固められてできた岩石です。礫の種類を調べると、どんな場所の岩が削られて運ばれてきたのかを推定する手がかりになります。)の中に入っている「礫(川や海などで運ばれて丸くなった岩石のかけらです。礫岩の中の礫は、過去にどこかの岩石が壊れて運ばれてきた証拠になります。)（れき）」を1つずつ調べ、その礫に含まれる微化石(肉眼では見えないほど小さい化石で、顕微鏡で観察します。年代を決めたり、当時の海や環境を推定したりするのに役立ちます。)から、その礫がどこから運ばれてきたのかを推定できるという考えにもとづいています。そうすれば、礫岩がたまった当時、周りにどんな種類の岩石が露出していて、どこから堆積(砂や泥、礫などが水や風によって運ばれ、ある場所にたまることです。堆積のしかたは、その場所の環境を反映します。)物が供給されていたのかも分かる可能性があります。
北陸地方では、礫から見つかる放散虫(海にすむとても小さな生物で、体のまわりに細かい骨格を持ちます。死後に骨格が堆積して化石になりやすく、地層の年代を決めるのに役立ちます。)化石は白亜紀の地層由来の報告が多い一方、ジュラ紀の地層に由来する放散虫を含む礫の報告は少ない状況でした。下部ジュラ系の来馬層群(新潟・長野・富山に広く分布する下部ジュラ系の地層のまとまりで、礫岩層をよく含みます。今回の転石礫岩がここから来た可能性が高いと考えられています。)は礫岩をよく含みますが、そこから放散虫を含む礫が見つかったという報告は、画像のない簡単なものしかありませんでした。
新潟県糸魚川市の小滝川で採集された礫岩の転石(もともとあった場所から離れて、川などで移動してきた岩のかたまりです。転石だけだと、元の地層を特定しにくいことがあります。)は、別の研究でデボン紀のサンゴ化石が礫から見つかっており、来馬層群由来の可能性があると考えられてきました。本研究ではこの礫岩を処理する途中で、後期シルル紀(古生代の中のシルル紀の後半の時代です。この研究では、放散虫群集帯との比較によりこの時代だと判断しました。)と考えられる放散虫のまとまりを見つけました。目的は、その放散虫群集(同じ場所・同じ時代に生きていた生物の集まりを、化石の組み合わせとしてとらえたものです。年代や環境の推定に使われます。)を画像付きで記載し、年代を示したうえで、新潟県の化石記録や、日本列島・朝鮮半島で知られている「礫岩中の放散虫を含む礫」の年代の範囲にどんな意味があるかを考えることです。

放散虫(海にすむとても小さな生物で、体のまわりに細かい骨格を持ちます。死後に骨格が堆積して化石になりやすく、地層の年代を決めるのに役立ちます。)は、礫岩(いろいろな岩石のかけらである礫が、砂や泥などで固められてできた岩石です。礫の種類を調べると、どんな場所の岩が削られて運ばれてきたのかを推定する手がかりになります。)の中の「1個の暗青色の放散虫岩の礫(川や海などで運ばれて丸くなった岩石のかけらです。礫岩の中の礫は、過去にどこかの岩石が壊れて運ばれてきた証拠になります。)」からたくさん見つかり、他の礫や礫岩の砂っぽい部分からは見つかりませんでした。このことから、見つかった放散虫は周囲から混ざったのではなく、その放散虫岩の礫そのものに由来すると考えられます。
電子顕微鏡で観察すると、球形の放散虫が多く、spiculeもよく見られました。また、陸から来た粒子が見当たらないことから、化石が多く含まれるタイプの岩石構造である可能性が示されました。粒の大きさがそろうような明確な特徴や、spiculeが同じ向きに並ぶ特徴は見られませんでした。
化石の保存状態は全体的に良くありませんでしたが、いくつかの分類群が確認され、別の回収物からも複数の属が得られました。既存研究の「放散虫群集(同じ場所・同じ時代に生きていた生物の集まりを、化石の組み合わせとしてとらえたものです。年代や環境の推定に使われます。)帯」と比べた結果、この群集の年代は後期シルル紀(古生代の中のシルル紀の後半の時代です。この研究では、放散虫群集帯との比較によりこの時代だと判断しました。)だと結論づけられました。さらに、これは新潟県で初めて確認されたシルル紀の放散虫であり、新潟県内で記録された化石として最古だと述べています。また、日本列島と朝鮮半島の礫岩から報告されてきた放散虫を含む礫の中でも、今回のものが最古の記録だと主張しています。

研究では、小滝川の川岸で採集され、博物館に保管されている直径約1メートルの礫岩(いろいろな岩石のかけらである礫が、砂や泥などで固められてできた岩石です。礫の種類を調べると、どんな場所の岩が削られて運ばれてきたのかを推定する手がかりになります。)転石(もともとあった場所から離れて、川などで移動してきた岩のかたまりです。転石だけだと、元の地層を特定しにくいことがあります。)を調べました。岩石を切って小片を作り、ルーペで放散虫(海にすむとても小さな生物で、体のまわりに細かい骨格を持ちます。死後に骨格が堆積して化石になりやすく、地層の年代を決めるのに役立ちます。)が含まれていそうな礫(川や海などで運ばれて丸くなった岩石のかけらです。礫岩の中の礫は、過去にどこかの岩石が壊れて運ばれてきた証拠になります。)を探したところ、暗青色の放散虫岩礫に放散虫殻が多いことが分かりました。
その礫を含む小片を、約5パーセントのフッ化水素酸(ガラスや二酸化ケイ素を溶かしやすい強い酸です。珪質の岩石を処理して微化石を観察しやすくする目的で使われます。)に1日浸して表面をエッチング(酸などで岩石表面を少し溶かし、化石や内部構造を見やすくする処理です。この研究では放散虫の殻の形を観察するために使いました。)し、洗浄・乾燥させたあと、金属を薄くコーティングして走査型電子顕微鏡(非常に小さな物体の表面を高倍率で観察できる装置です。放散虫の殻の細かな形の違いを確認するのに重要です。)で観察・撮影しました。
同時に、処理中に出た残りかすを細かい網で回収してスライド標本にし、光学顕微鏡で観察・撮影しました。種の同定と年代の判断は、観察できた形の特徴にもとづき、既報の放散虫群集(同じ場所・同じ時代に生きていた生物の集まりを、化石の組み合わせとしてとらえたものです。年代や環境の推定に使われます。)帯などとの比較で行いました。

この礫岩(いろいろな岩石のかけらである礫が、砂や泥などで固められてできた岩石です。礫の種類を調べると、どんな場所の岩が削られて運ばれてきたのかを推定する手がかりになります。)には放散虫(海にすむとても小さな生物で、体のまわりに細かい骨格を持ちます。死後に骨格が堆積して化石になりやすく、地層の年代を決めるのに役立ちます。)を含む放散虫岩の礫(川や海などで運ばれて丸くなった岩石のかけらです。礫岩の中の礫は、過去にどこかの岩石が壊れて運ばれてきた証拠になります。)が入っており、その放散虫群集(同じ場所・同じ時代に生きていた生物の集まりを、化石の組み合わせとしてとらえたものです。年代や環境の推定に使われます。)は後期シルル紀(古生代の中のシルル紀の後半の時代です。この研究では、放散虫群集帯との比較によりこの時代だと判断しました。)と考えるのが最も適切だと結論づけられました。礫岩は来馬層群(新潟・長野・富山に広く分布する下部ジュラ系の地層のまとまりで、礫岩層をよく含みます。今回の転石礫岩がここから来た可能性が高いと考えられています。)由来の可能性が高いものの、転石(もともとあった場所から離れて、川などで移動してきた岩のかたまりです。転石だけだと、元の地層を特定しにくいことがあります。)であり元の露頭(地層や岩石が地表に見えている場所です。露頭が見つかると、岩石がどこでどうできたかをより確実に調べられます。)が見つかっていないため、来馬層群以外から来た可能性も否定できないとしています。
それでも化石の証拠から、礫岩がたまった当時、堆積(砂や泥、礫などが水や風によって運ばれ、ある場所にたまることです。堆積のしかたは、その場所の環境を反映します。)物の供給源(礫や砂などの堆積物が、削られて運ばれてきた元の地域や岩石のことです。供給源を知ると、過去の地形や地質の広がりを考えられます。)となった地域にシルル紀の放散虫岩が露出していたこと、さらにデボン紀の石灰岩や泥岩のような、より新しい岩石も存在していたことが示唆されます。
地域の化石研究としては、新潟県の化石記録をシルル紀までさかのぼらせる重要な報告になります。また広い視点では、日本列島と朝鮮半島で知られていた「礫岩中の放散虫を含む礫」の年代の下限を、これまでより古い時代まで広げる発見として位置づけられます。